Role of the Stimulus Size in the Generation of Optokinetic Nystagmus in Normals and in Patients with Retinitis Pigmentosa

 

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Zusammenfassung

Hintergrund: Das Ziel unserer Studie bestand darin, die kleinste Stimulusgröße zur Auslösung eines normalen optokinetischen Nystagmus (OKN) zu bestimmen und den Unterschied in der Entstehung des OKN zwischen gesunden Probanden und Patienten mit Tunnelblick herauszufinden. Methoden und Patienten: OKN wurde monokular mit alternierenden schwarzen und weißen Streifen von 2° untersucht. Die Streifen bewegten sich von temporal nach nasal oder von nasal nach temporal auf einem Bildschirm mit Geschwindigkeiten von 15, 30, 45 und 60°/s. Bei Probanden (n = 10) wurde die Größe des Stimulus von 8° × 0,5° bis maximal 48° × 10° schrittweise erhöht. OKN wurde bei Patienten mit Retinitis pigmentosa (RP; n = 2) mit einem reduzierten zentralen Gesichtsfeld von 10° untersucht. Die Messung des OKN Gain erfolgte mittels Infrarotokulographie. Die OKN-Antwort wurde als normal beurteilt, wenn sie innerhalb von 2 Standardabweichungen vom Mittelwert des OKN gleichaltriger Kontrollgruppen (n = 29) lag. Ergebnisse: Bei Probanden war die Stimulusgröße zur Erzeugung einer normalen OKN-Antwort kleiner bei langsamer Geschwindigkeit von 15°/s (16° × 1°) als bei schnellen Geschwindigkeiten von 30, 45 oder 60°/s (16° - 24° × 3°). Ein normaler OKN Gain wurde bei den Patienten mit RP nur bei der langsamen Geschwindigkeit von 15°/s gemessen. Schlussfolgerungen: Kleine Stimuli genügen bei Probanden zur Auslösung einer guten OKN-Antwort. Demzufolge kann der schlechte OKN Gain bei RP-Patienten nicht durch ihren Tunnelblick allein erklärt werden. Wir postulieren, dass sich die Reduktion des Gain bei diesen Patienten auf eine multifaktorielle Abnahme ihrer visuellen Wahrnehmung bezieht, die auf die Störungen des Gesichtsfelds, der Sehschärfe und der Kontrastempfindlichkeit zurückzuführen ist.

Abstract

Background: To find out the smallest stimulus size still able to elicit optokinetic nystagmus (OKN). To discuss the differences in the generation of OKN between normals and patients with tunnel vision. Methods and patients: OKN was elicited monocularly with black and white stripes of 2° moving on a screen temporally-to-nasally or nasally-to-temporally at velocities of 15, 30, 45, and 60°/s. In healthy subjects (n = 10) the size of the stimulus was gradually increased from minimal 8° × 0.5° to maximal 48° × 10°. OKN was elicited in retinitis pigmentosa (RP) patients (n = 2) with visual field reduced to the central 10°. OKN gain was measured using infrared oculography. OKN response was considered as normal if it was within 2 standard deviations of the mean OKN of age-matched control groups (n = 29). Results: In healthy subjects the size of the stimulus necessary to elicit normal OKN gain was smaller at low velocity of 15°/s (16° × 1°) than at higher velocities of 30, 45, and 60°/s (16° - 24° × 3°). Normal OKN gain was measured in the RP patients only at the low velocity of 15°/s. Conclusions: Small stimuli are sufficient in normals to elicit good OKN answers. Therefore, poor OKN gain in RP patients may not be explained by their tunnel vision only. We postulate that in these patients the reduction of gain is due to a multifactorial decrease of their visual perception related to disorders of the visual field, the visual acuity, and the contrast sensitivity.

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Christophe Valmaggia, MD

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